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人工智能助力天氣預報前景如何?中外研究人員最新給出答案

發布時間:2023-07-07 15:52:00來源: 中國新聞網

  中新網北京7月6日電 (記者 孫自法)國際著名學術期刊《自然》最新發表兩(liang) 篇聚焦研究人工智能(AI)天氣預報潛力的氣候科學論文,分別提出兩(liang) 種AI天氣預報方法,第一種方法最多能提前一周預測全球氣候模式,另一種方法能預測短時天氣,如極端降水事件。

  這些AI協助天氣預報方法與(yu) 現有方法的準確率相當,或是能預測此前很難預測的天氣現象。不過,在考慮這些新方法如何以及是否能補充或取代現有預報係統前,仍需傳(chuan) 統天氣預報領域的進一步評估和參與(yu) 。

  據論文介紹,天氣預報在幫助拯救生命和最小化財產(chan) 損失方麵起著關(guan) 鍵作用,尤其是在氣候變化導致極端氣候事件愈發頻繁的情況下。目前為(wei) 止,最準確的預報係統為(wei) 數值天氣預報,這種方法主要依賴物理方程,但對算力的要求很高,而且速度通常很慢,單次模擬需要好幾個(ge) 小時。近年來,一些基於(yu) AI的方法具有使天氣預報速度顯著加快的潛力,但準確率通常不及數值天氣預報。

  第一篇論文通訊作者、中國華為(wei) 雲(yun) 田奇和同事報道了名為(wei) 盤古氣象(Pangu-Weather)的基於(yu) AI的天氣預報係統,最多能提前一周預測全球天氣。該模型使用39年的全球再分析天氣數據進行訓練。盤古氣象的預測準確率相當於(yu) 全世界最好的數值天氣預報係統——歐洲中期天氣預報中心使用的綜合預報係統,同時在相同的空間分辨率下速度要快1萬(wan) 倍以上。盤古氣象還能用一個(ge) 3D模型對各個(ge) 高度水平進行預測,比其前任AI係統提供了更完整和細節的預測結果。

  在另一篇論文中,論文共同通訊作者、美國加州大學伯克利分校Michael Jordan、中國清華大學王建民和同事等報道了NowcastNet模型,其通過結合物理規律和深度學習(xi) 來實時預報降水。臨(lin) 近預報是指非常短期的天氣預報,最多提前6小時,因此能提供即時天氣的詳細信息。臨(lin) 近預報對於(yu) 極端降水事件的風險預防和危機管理非常重要。基於(yu) 美國和中國的雷達觀測數據,NowcastNet最多能提前3小時對2048千米×2048千米的區域進行高分辨降水預測。

  62名氣象學家對不同模型的極端降水預測能力和價(jia) 值進行了評估,NowcastNet在約70%的預測中超過其他領先方法,排名第一。該研究結果表明,其在降雨率上的預測優(you) 勢,尤其是之前被認為(wei) 很難預測的極端降水事件。

  《自然》同期發表同行專(zhuan) 家的“新聞與(yu) 觀點”文章認為(wei) ,人工智能在天氣預報任務方麵“潛力巨大”,也提醒“其中的風險要求氣象學家學習(xi) 設計、評估和解讀這類係統”。(完)

(責編:陳濛濛)

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